KR101256622B1 - 노즐 및 용융물 제조 장치 - Google Patents

Abstract

용융물을 분출하는 노즐은 내부에 삽입 공간을 형성하는 외부 노즐, 및 상기 외부 노즐의 삽입 공간에 삽입되며, 상기 용융물이 통과하는 노즐 유로가 형성된 내부 노즐을 포함한다.

Description

노즐 및 용융물 제조 장치{NOZZLE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MELT}

본 발명은 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융물을 분출하는 노즐 및 용융물 제조 장치에 관한 것이다.

용융물 제조 장치는 용융물을 제조하는 장치로서, 다양한 원료를 용융물로 용융시켜 취급하는 장치이다.

종래의 용융물 제조 장치는 취급하고자 하는 원료가 용융물로서 위치하는 도가니 및 도가니와 연통되어 용융물을 외부로 분출하는 노즐을 포함하였다.

그런데, 종래의 용융물 제조 장치는 도가니에서 형성된 용융물이 도가니로부터 노즐을 통해 외부로 분출될 때, 용융물 자체의 온도가 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같이, 노즐을 통과하는 용융물의 온도가 저하될 경우, 용융물에 포함된 원료에 따라 원치 않는 석출물이 용융물 내에 발생됨으로써, 노즐이 막히는 문제점이 있었다.

본 발명의 제1 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노즐이 막히더라도 용이하게 노즐을 교체할 수 있는 노즐 및 용융물 제조 장치를 제공하고자 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은 용융물을 분출하는 노즐에 있어서, 내부에 삽입 공간을 형성하는 외부 노즐, 및 상기 외부 노즐의 삽입 공간에 삽입되며, 상기 용융물이 통과하는 노즐 유로가 형성된 내부 노즐을 포함하며, 상기 외부 노즐과 내부 노즐의 상단 높이는 동일하게 형성되는 노즐을 제공한다.

상기 외부 노즐의 상기 삽입 공간은 제1 폭을 가지는 제1 공간, 및 상기 제1 공간으로부터 상측으로 확장 연장되어 상기 제1 폭 대비 큰 제2 폭을 가지는 제2 공간을 포함할 수 있다.

상기 내부 노즐은 상기 제1 공간에 삽입되며, 상기 제1 폭과 대응하는 제3 폭을 가지는 제1 본체부, 및 상기 제1 본체부로부터 상측으로 확장 연장되어 상기 제2 폭과 대응하는 제4 폭을 가지는 제2 본체부를 포함할 수 있다.

상기 제1 본체부 및 상기 제2 본체부 중 상기 외부 노즐과 마주하는 하나 이상의 외면은 테이퍼(taper)질 수 있다.

상기 외부 노즐 및 상기 내부 노즐 중 하나 이상은 저온 용사법을 이용해 표면에 코팅된 코팅층을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면은 용융물이 위치하는 용융 공간을 형성하는 도가니, 상기 용융 공간과 연통하며, 상기 용융물이 통과하는 유로를 형성하는 파이프, 및 상기 유로와 연통하며, 상기 노즐을 포함하는 용융물 제조 장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 노즐이 막히더라도 용이하게 노즐을 교체할 수 있는 노즐 및 용융물 제조 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치는 원료를 용융물(M)로 형성하여 외부로 배출하며, 도가니(100), 파이프(200), 스토퍼(300) 및 노즐(400)을 포함한다.

도가니(100)는 용융 공간(MS)을 형성하며, 취급하고자 하는 연료를 용융물(M)로 형성하여 용융 공간(MS)에 위치시킨다.

파이프(200)는 도가니(100)와 연결되며, 용융 공간(MS)과 연통하는 유로(FC)를 형성한다. 용융 공간(MS)에 위치한 용융물(M)은 파이프(200)의 유로(FC)를 통해 노즐(400) 방향으로 이동할 수 있다. 파이프(200)는 그래파이트(graphite) 등의 내열성 세라믹 재료를 포함할 수 있다.

스토퍼(300)는 도가니(100)의 용융 공간(MS) 내에 위치하며, 상하 이동함으로써, 파이프(200)의 유로(FC)와 도가니(100)의 용융 공간(MS) 사이의 연통을 제어한다. 상세하게, 도가니(100)의 용융 공간(MS)에 위치하는 용융물(M)을 파이프(200)의 유로(FC)로 통과시킬 경우 스토퍼(300)를 상측으로 이동시켜 용융 공간(MS)과 유로(FC) 사이가 연통되도록 하며, 스토퍼(300)를 하측으로 이동시켜 용융 공간(MS)과 유로(FC) 사이를 차단한 경우에는 용융물(M)이 용융 공간(MS)으로부터 유로(FC)로 이동되는 것이 차단된다.

도 2는 도 1에 도시된 노즐을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(400)은 파이프(200)의 유로(FC)와 연통하며, 유로(FC)를 통과한 용융물(M)을 외부로 분출시킨다. 노즐(400)은 외부 노즐(410) 및 내부 노즐(420)을 포함한다. 외부 노즐(410) 및 내부 노즐(420)은 보라존(BN) 및 실리콘나이트라이드(Si₃N₄) 등과 같은 내열성 세라믹 재료를 포함할 수 있다.

외부 노즐(410)은 내부에 삽입 공간(411)을 형성하며, 이 삽입 공간(411)에는 내부 노즐(420)이 삽입되어 있다. 삽입 공간(411)은 용융물(M)이 분출되는 하측에 위치하며, 제1 폭(W1)을 가지는 제1 공간(411a) 및 제1 공간(411a)으로부터 상측으로 확장 연장되어 제1 폭(W1) 대비 큰 제2 폭(W2)을 가지는 제2 공간(411b)을 포함한다. 즉, 제2 공간(411b)은 제1 공간(411a)으로부터 확장되어 제1 공간(411a) 대비 큰 공간을 형성한다. 외부 노즐(410)은 표면에 코팅된 제1 코팅층(CL1)을 포함한다. 제1 코팅층(CL1)은 저온 용사법을 이용해 외부 노즐(410)의 표면에 코팅되어 있으며, 저온 용사법으로 형성됨으로써 치밀한 구조의 세라믹 막을 형성한다. 제1 코팅층(CL1)은 치밀한 구조를 가짐으로써, 외부 노즐(410)로부터 내부 노즐(420)이 용이하게 분리되는 것을 도와준다. 한편, 외부 노즐(410)의 내부에는 상호 이격되는 복수개의 삽입 공간(411)이 형성되어 있을 수 있으며, 복수개의 삽입 공간(411) 각각에는 복수개의 내부 노즐(420) 각각이 삽입될 수 있다.

내부 노즐(420)은 외부 노즐(410)의 삽입 공간(411)에 삽입되며, 파이프(200)의 유로(FC)와 연통하여 용융물(M)이 통과하는 노즐 유로(NC)가 형성되어 있다. 내부 노즐(420)은 제1 본체부(421) 및 제2 본체부(422)를 포함한다. 제1 본체부(421)는 용융물(M)이 분출되는 하측에 위치하며, 제1 폭(W1)과 대응하는 제3 폭(W3)을 가진다. 제2 본체부(422)는 제1 본체부(421)로부터 상측으로 확장 연장되어 제2 폭(W2)과 대응하는 제4 폭(W4)을 가진다. 즉, 제2 본체부(422)는 제1 본체부(421)로부터 상측으로 확장되어 제1 본체부(421) 대비 큰 부피를 형성한다. 이와 같이, 제2 본체부(422)가 제1 본체부(421)로부터 상측으로 확장되어 있음으로써, 내부 노즐(420)은 외부 노즐(410)로부터 상측으로 분리 가능하며, 용융물(M)이 분출되는 하측으로는 분리되지 않는다. 내부 노즐(420)은 표면에 코팅된 제2 코팅층(CL2)을 포함한다. 제2 코팅층(CL2)은 저온 용사법을 이용해 내부 노즐(420)의 표면에 코팅되어 있으며, 저온 용사법으로 형성됨으로써 치밀한 구조의 세라믹 막을 형성한다. 제2 코팅층(CL2)은 치밀한 구조를 가짐으로써, 내부 노즐(420)이 외부 노즐(410)로부터 용이하게 분리되는 것을 도와준다.

이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치는 외부 노즐(410) 및 외부 노즐(410)에 삽입되어 용융물(M)이 통과하는 노즐 유로(NC)를 포함하는 내부 노즐(420)을 포함하는 노즐(400)을 포함함으로써, 용융물(M)에 포함된 원료에 따라 원치 않는 석출물이 용융물(M) 내에 발생되어 노즐 유로(NC)가 막히더라도, 외부 노즐(410)로부터 기존의 내부 노즐(420)을 분리하여 제거하고 새로운 내부 노즐(420)을 외부 노즐(410)의 삽입 공간(411)에 삽입함으로써, 용이하게 노즐을 교체할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용융물 제조 장치는 외부 노즐(410)이 저온 용사법을 이용해 표면에 치밀한 구조로 코팅된 제1 코팅층(CL1)을 포함하고, 내부 노즐(420)이 저온 용사법을 이용해 표면에 치밀한 구조로 코팅된 제2 코팅층(CL2)을 포함함으로써, 내부 노즐(420)이 외부 노즐(410)로부터 용이하게 분리된다. 이는 기존의 내부 노즐(420)을 새로운 내부 노즐(420)로 교체하는 시간을 절감하는 요인으로서 작용한다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용융물 제조 장치는 용융물(M)이 통과하는 노즐 유로(NC)가 막히더라도, 전체 노즐(400)을 교체할 필요 없이 전체 노즐(400) 중 내부 노즐(420)만을 교체할 수 있다. 이는 전체적인 용융물 제조 장치의 유지 보수 비용 및 유지 보수 시간을 절감하는 요인으로서 작용한다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐을 설명한다.

이하, 제1 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제1 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제2 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐(402)은 외부 노즐(410)과 마주하는 제2 본체부(422)의 외면(422a)이 테이퍼(taper)져 있으며, 이에 따라 외부 노즐(410)에 형성된 삽입 공간(411) 중 제2 공간(411b)을 형성하는 내면도 테이퍼져 있다.

이와 같이, 제2 본체부(422)의 외면(422a)이 테이퍼짐으로써, 외부 노즐(410)로부터 내부 노즐(420)이 용이하게 분리된다.

한편, 제1 본체부(421)의 외면도 테이퍼질 수 있으며, 이에 따라 외부 노즐(410)에 형성된 삽입 공간(411) 중 제1 공간(411a)을 형성하는 내면도 테이퍼져 있을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐(402)은 내부 노즐(420)의 제2 본체부(422)의 외면(422a)이 테이퍼짐으로써, 내부 노즐(420)이 외부 노즐(410)로부터 용이하게 분리된다. 이는 기존의 내부 노즐(420)을 새로운 내부 노즐(420)로 교체하는 시간을 절감하는 요인으로서 작용한다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

외부 노즐(410), 내부 노즐(420)

Claims (6)

1. 용융물을 분출하는 노즐에 있어서,
   내부에 제1 폭을 가지는 제1 공간, 및 상기 제1 공간으로부터 상측으로 확장 연장되어 상기 제1 폭 대비 큰 제2 폭을 가지는 제2 공간을 포함하는 삽입 공간을 형성하는 외부 노즐; 및
   상기 제1 공간에 삽입되며, 상기 제1 폭과 대응하는 제3 폭을 가지는 제1 본체부; 및
   상기 제1 본체부로부터 상측으로 확장 연장되어 상기 제2 폭과 대응하는 제4 폭을 가지는 제2 본체부를 포함하며, 상기 용융물이 통과하는 노즐 유로가 형성된 내부 노즐을 포함하되,
   상기 외부 노즐과 내부 노즐의 상단 높이는 동일하게 형성되며, 상기 외부 노즐 및 상기 내부 노즐 중 하나 이상은 저온 용사법을 이용해 표면에 코팅된 코팅층을 포함하는 노즐.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 제1 본체부 및 상기 제2 본체부 중 상기 외부 노즐과 마주하는 하나 이상의 외면은 테이퍼(taper)진 노즐.
5. 삭제
6. 용융물이 위치하는 용융 공간을 형성하는 도가니;
   상기 용융 공간과 연통하며, 상기 용융물이 통과하는 유로를 형성하는 파이프; 및
   상기 유로와 연통하며, 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 노즐
   을 포함하는 용융물 제조 장치.

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